【文章內(nèi)容簡介】 雜非線性現(xiàn)象和混沌理論從屬性抽象到實際電路硬件實驗研究的轉變，為以后進一步研究混沌奠定了基礎。上世紀九十年代初期，美國三大物理學家Ott, Grebogi, Yorke合作研究實習了對混沌的控制，美國科學家Pecora 和Carroll第一次用電子線路實現(xiàn)了對混沌的同步。這一研究，打破了傳統(tǒng)中混沌運動是一種危險的運動這一觀念。研究結果表明，混沌不僅可以駕馭并且控制，且還可以作為信息傳輸與處理的動力學基礎，使混沌理論在通信中應用成為可能。1992年，在“International Journal of Bifurcation and Chaos”期刊上關于混沌掩蓋通信的研究，在混沌通信方面開辟了一個新的研究領域。之后，國際上相繼提出了多種混沌通信方式與理論，致使混沌通信成為現(xiàn)代通信領域的一個新分支，現(xiàn)如今，由于混沌通信的不斷發(fā)展，它已經(jīng)成為本世紀通信領域的一個重要研究方向。上世紀九十年代中期以來，我國許多單位都在進行這方面的研究。并且已經(jīng)取得一定的研究成績。如今混沌越來越受到中國學者的重視?；煦缤ㄐ旁谖覈酥寥澜缍际且粋€新型的課題，尤其在混沌應用領域還有待進一步的深入研究。通信是未了傳遞消息，例如把地點A的消息傳輸?shù)降攸cB，或者把地點A和地點B的消息雙向傳輸。實現(xiàn)通信的方式很多。隨著科技的發(fā)展，目前電通信方式已是使用最廣泛的方式通信方式。即用電信號攜帶所要傳遞的消息，然后經(jīng)過各種電信道進行傳輸，達到通信的目的。電信號由一個地方向另一地方傳輸需要通過媒質，按照媒質的不同通信方式可以分為兩大類：有線通信和無線通信。無論是有線通信還是無線通信，為了實現(xiàn)消息的傳遞和交換，都需要一定的技術設備和傳輸媒質。為完成通信任務所需要的一切技術設備和傳輸媒質所構成的總體稱為通信系統(tǒng)。圖中信源即原始電信號的來源，它的作用是將原始消息轉換為相應的電信號。這樣的電信號一般稱為消息信號或基帶信號。二、通信系統(tǒng)分類通信系統(tǒng)可以分為兩類：模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。發(fā)送設備一般說來包括調(diào)制、放大、天線等，這里只畫了一個調(diào)制器，目的是為了突出調(diào)制的重要性。同樣接收設備只畫了一個解調(diào)器。這樣。三、數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點。這里的發(fā)送設備包括信源編碼、信道編碼和調(diào)制三部分。信源編碼是對模擬信號進行編碼，得到相應的數(shù)字信號，而信道編碼則是對數(shù)字信號進行再次編碼，使之具有自動檢錯或糾錯的能力。數(shù)字信號對載波進行調(diào)制形成數(shù)字調(diào)制信號，高質量的數(shù)字通信系統(tǒng)才有信道編碼部分。目前，無論是模擬通信還是數(shù)字通信，在通信業(yè)務中都得到了廣泛的應用，但是，數(shù)字通信更能適應對通信技術越來越高的要求。數(shù)字通信越來越成為當代通信系統(tǒng)的主流。這是由于與模擬通信相比，數(shù)字通信有如下優(yōu)點：1．抗干擾能力強、抗噪聲性能好。在遠距離傳輸中，各中繼站可以對數(shù)字信號波形進行整形再生而消除噪聲的積累。此外，還可以通過采用差錯控制編碼方法進一步改善傳輸質量。2．易加密，保密通性好。3．設計和制造更容易，通信設備的體積小、重量輕、功耗低。4．與現(xiàn)代技術相結合。數(shù)字信號便于處理、存儲和交換，便于和計算機相連接，也便于用計算機進行管理。當然，數(shù)字通信的許多優(yōu)點都是用比模擬通信占據(jù)更寬的系統(tǒng)頻帶而換得的。如電話，一般模擬電話只占據(jù)4kHz帶寬，但一路數(shù)字電話卻要占據(jù)20～60kHz的帶寬。因此數(shù)字通信中頻帶利用率不高。隨著信息技術的發(fā)展，有待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不斷增加，傳輸可靠性和保密性要求越來越高，所以實際工程中寧可犧牲系統(tǒng)頻帶而要采用數(shù)字通信。至于在頻帶較多的場合，比如毫米波通信、光通信等，當然都選擇數(shù)字通信了。第三節(jié) 本章小結本章節(jié)主要是對混沌通信目前已有的研究結果進行簡單的介紹，包括混沌通信的發(fā)展背景，其次就是國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以及我們對于現(xiàn)在要去攻克的難題的提出。而本文，我們挑選了一種差分混沌通信進行詳細介紹，具體會在第二章介紹，其他的方法也會簡單提到原理。本章作為研究背景為后續(xù)章節(jié)提供了研究必要性及研究方向性的闡述。 21 第2章 現(xiàn)有的混沌通信方案第1節(jié) DCSK通信方案一、DCSK通信原理DCSK 系統(tǒng)的發(fā)送端，每一比特信息由2段相同長度的混沌信號組成，第一段為參考信號，第二段為信息信號。信息信號與先前的參考信號相同還是相反，取決于當前比特符號是“1”還是“0”。當傳輸?shù)氖恰?”時信息信號與參考信號為兩段一樣的同向信號。 假設傳輸?shù)氖恰?”時發(fā)送端兩段信號反相，即信息信號與參考信號反相。在接收端接收了參考信號與信息信號后，送入與之相關的計算機，計算這兩段信號的相關特性，根據(jù)相關特性的正負進行信息恢復，相關特性大于零，則信息信號為“1”；反之，相關特性小于零則信息信號為“0”。DCSK 。圖 DCSK系統(tǒng)框圖差分混沌鍵控通信是目前研究最多的鍵控通信系統(tǒng)，其系統(tǒng)電路結構簡單，誤碼率低，抗干擾能力強，這些優(yōu)點都非常適用于實際系統(tǒng)的傳輸。DCSK系統(tǒng)尤為明顯的優(yōu)點是其在有噪信道或者無噪信道下，它的判決門限值都為0，并且由于參考信號和信息信號要經(jīng)過同一信道，故DCSK的調(diào)制方式對信道畸變不敏感，并且在參數(shù)變化比較慢（在M 內(nèi)相對為常數(shù)）的時變信道中具有較好的性能。但DCSK最主要的缺點是傳輸速率只有其他系統(tǒng)的一半,因為系統(tǒng)在一個信號傳輸周期內(nèi)，其中發(fā)送不含信息的參考信號用去了半個信號傳輸時間，系統(tǒng)帶寬利用率和數(shù)據(jù)的傳輸速率都隨之降低，而且該通信信道發(fā)送的信息信號只有攜帶信息信號和參考信號的同相和反相的區(qū)別，所以信道的安全性較低，發(fā)送的信息被獲取后通過分析很容易破譯出傳輸信號。二、DCSK在高斯白噪聲信道下的性能分析在每個信息比特時間間隔內(nèi)發(fā)送（為擴頻系數(shù)）個離散樣值，發(fā)送機先發(fā)送長度為的混沌序列作為參考信號，接著發(fā)送序列(參考序列與信息序列的相乘得到的序列), 從發(fā)送端輸出的每一比特信號由參考信號和信息信號組成,表示為: () 接收機通過相關器恢復出碼元信息，（接收信號)和(時延為)在M區(qū)間內(nèi)進行相關，相關輸出Z的表達式如下： ()其中，接收信號，是均值為0的加性高斯白噪聲，相關輸出Z可以改寫成 （）該式中前一項為有用信號，后一項代表信道噪聲產(chǎn)生的影響，因其為均值為零的隨機噪聲。故這種情況下，接收機為無偏估計器，判決電路的門限電平為零，與信噪比無關。因此可把上式改寫為 （）該式中，前一項為有用信息，對于DCSK來說，后面的兩項是干擾信息。是由擴頻后“混沌”引起的估計干擾